RU2289566C1 - Способ производства метанола - Google Patents
Способ производства метанола Download PDFInfo
- Publication number
- RU2289566C1 RU2289566C1 RU2005129878/04A RU2005129878A RU2289566C1 RU 2289566 C1 RU2289566 C1 RU 2289566C1 RU 2005129878/04 A RU2005129878/04 A RU 2005129878/04A RU 2005129878 A RU2005129878 A RU 2005129878A RU 2289566 C1 RU2289566 C1 RU 2289566C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- methanol
- reactor
- synthesis
- stream
- Prior art date
Links
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 72
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 28
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 28
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 27
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 19
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical class O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
- C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химической технологии, в частности к усовершенствованному способу получения метанола из синтез-газа, и может быть использовано на заводах, выпускающих метанол. Способ включает смешение синтез-газа с циркуляционным газом, нагревание полученной газовой смеси до начальной температуры синтеза, пропускание нагретого газа через дополнительно установленный предварительный адиабатический реактор, в котором происходит частичный синтез метанола с повышением температуры. Затем поток проходит дополнительно установленный утилизационный теплообменник, в котором происходит охлаждение полученной реакционной смеси до температуры начала реакции в первом слое катализатора основного реактора синтеза метанола, состоящего из нескольких адиабатических слоев катализатора. Затем происходит охлаждение прореагировавшего газа, выделение сконденсированного метанола-сырца и разделение несконденсированного газового потока на два: возвратный и продувочный. Далее производят сжатие возвратного несконденсированного потока в циркуляционном компрессоре, который затем поступает на смешение с синтез-газом. Соотношение объемов катализатора предварительного адиабатического реактора и первого слоя основного реактора находится в пределах от 35 до 150%. Технический результат - дополнительно установленные адиабатический реактор и теплообменник приводят к увеличению выхода метанола и к снижению энергоемкости производства. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано на заводах, выпускающих метанол.
Известен способ производства метанола, описанный в книге Караваева М. «Технология синтетического метанола», М.: Химия, 1984 и предлагающий осуществление процесса синтеза метанола, в котором в качестве исходного газа используется синтез-газ, полученный методом конверсии природного газа, состоящий в основном из водорода, оксидов и диоксидов углерода.
Образование метанола протекает по следующим реакциям:
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ, описанный в патенте SU 1799865 А1, предлагающий осуществление процесса синтеза метанола в две ступени, где первую стадию осуществляют в проточном реакторе, а вторую - в реакторе с рециклом с последующим выделением метанола после каждой стадии, и реализованный по технологической схеме, включающей: реактор синтеза, циркуляционный компрессор, рекуперативный теплообменник и узел конденсации.
К недостаткам указанного способа следует отнести:
1. Сложность реактора первой стадии, связанная с необходимостью отвода большого количества тепла.
2. Необходимость установки дополнительного оборудования для выделения метанола после первой ступени, такого как: холодильник-конденсатор, сепаратор.
3. Необходимость двукратного нагрева синтез-газа до температуры начала реакции.
Технической задачей данного изобретения является повышение производительности действующей установки синтеза метанола без изменения основного оборудования: реактора синтеза, циркуляционного компрессора, рекуперативного теплообменника и узла конденсации.
Поставленная задача достигается за счет установки:
1. предварительного адиабатического реактора синтеза метанола
на циркуляционном газе перед основным реактором синтеза;
2. утилизационного теплообменника, в котором синтез-газ после предварительного адиабатического реактора охлаждается до температуры начала реакции в основном реакторе.
Сущность изобретения в способе получения метанола, который включает:
- смешение синтез-газа с циркуляционным газом, которое осуществляется до или после циркуляционного компрессора;
- нагревание полученной газовой смеси до начальной температуры синтеза,
- пропускание нагретого газа через реактор синтеза метанола, состоящий из нескольких адиабатических слоев катализатора,
- охлаждение прореагировавшего газа,
- выделение сконденсированного метанола-сырца,
- разделение несконденсированного газового потока на два: возвратный и продувочный
- сжатие возвратного несконденсированного потока в циркуляционном компрессоре, -
заключается в том, что в существующую схему производства метанола включены:
а. предварительный адиабатический реактор синтеза метанола на циркуляционном газе перед основным реактором синтеза;
б. утилизационный теплообменник, в котором синтез-газ после предварительного адиабатического реактора охлаждается до температуры начала реакции в основном реакторе.
При этом соотношение объемов катализатора предварительного адиабатического реактора и первого слоя основного реактора находится в пределах от 35 до 143%.
Тепло, снятое в утилизационном теплообменнике, используется в производстве метанола либо для:
- нагрева питательной деаэрированной воды;
- получения пара низкого или среднего давления;
- перегрева пара низкого или среднего давления;
- нагрева циркуляционного конденсата.
Утилизация тепла в синтезе способствует снижению энергоемкости производства метанола.
Технологическая схема (см. чертеж) предлагаемого способа заключается в следующем: синтез-газ (поток 1) под давлением 10.0-5.0 МПа подается на смешение с циркуляционным газом (поток 2). Часть полученной газовой смеси (поток 7) поступает в реактор синтеза (поз.4) в качестве холодных байпасов. Большая часть газовой смеси (поток 3) направляется в рекуперативный теплообменник (поз.), где нагревается до температуры начала реакции и далее (поток 4) поступает в предварительный адиабатический реактор синтеза метанола (поз.2). Прореагировавший газ (поток 5) поступает в утилизационный теплообменник (поз.3). для подогрева одного из технологических потоков (поток 14), перечисленных выше. Охлажденный газ (поток 6) направляется в основной реактор синтеза (поз.4).
Прореагировавший газ после основного реактора синтеза (поток 8) направляется в рекуперативный теплообменник (поз.1), где охлаждается, отдавая тепло газовой смеси, поступающей в предварительный адиабатический реактор (поток 4). После рекуперативного теплообменника (поток 9) поступает в холодильник-конденсатор (поз.5), и далее в сепаратор (поз.6), в котором происходит отделение жидкого метанола-сырца (поток 10) от не сконденсированного газового потока (поток 11).
Далее из отходящего не сконденсированного газового потока (поток 11) выводится продувочный газ (поток 12) с целью поддержания определенной концентрации инертных компонентов в цикле синтеза. Оставшийся газ (поток 13) возвращается в циркуляционный компрессор.
Возможность реализации изобретения может быть осуществлена следующими примерами.
Для всех расчетов примеров были приняты следующие постоянные величины:
1. Состав свежего синтез-газа, % об.:
СО - 13.6
СО2 - 13.7
Н2 - 70.9
СН4 - 0.6
N2 - 0.7
Ar - 0.5
2. Давление синтез-газа - 90 ати.
3. Нагрузка по свежему синтез-газу - 17000 нм3/час.
4. Нагрузка на циркуляционный компрессор - 53000 нм3/час.
5. Объем катализатора основного реактора - 8 м3, число слоев - 4, объем катализатора в первом слое - 1.4 м3.
6. Температура конденсации метанола - 40°C.
Расчеты примеров выполнены с помощью программы, разработанной фирмой «НВФ Техногаз-ГИАП». Методика расчета основывается на уравнениях материального и теплового баланса, термодинамики и кинетики процесса синтеза метанола.
Пример 1
Расчет базового варианта без предварительного адиабатического реактора.
В качестве базового варианта принята схема, в которой отсутствует дополнительный предварительный адиабатический реактор. Производительность агрегата при этих условиях составляет 4.881 т/час метанола-ректификата.
Пример 2
Расчет варианта с предварительным адиабатическим реактором с объемом катализатора 0.5 м3. Соотношение объемов катализатора предварительного адиабатического реактора и первого слоя основного реактора составляет 35%.
Производительность агрегата при этих условиях составляет 5.415 т/час метанола-ректификата.
Пример 3
Расчет варианта с предварительным адиабатическим реактором с объемом катализатора 1 м3.
Производительность агрегата при этих условиях составляет 5.585 т/час метанола-ректификата. Соотношение объемов катализатора предварительного адиабатического реактора и первого слоя основного реактора составляет 71%.
Пример 4
Расчет варианта с предварительным адиабатическим реактором с объемом катализатора 2 м3.
Производительность агрегата при этих условиях составляет 5.749 т/час метанола-ректификата. Соотношение объемов катализатора предварительного адиабатического реактора и первого слоя основного реактора составляет 143%.
Пример 5
Расчет варианта с предварительным адиабатическим реактором с объемом катализатора 3 м3.
Производительность агрегата при этих условиях составляет 5.787 т/час метанола-ректификата. Соотношение объемов катализатора предварительного адиабатического реактора и первого слоя основного реактора составляет 214%.
Пример 6
Расчет варианта с предварительным адиабатическим реактором с объемом катализатора 4 м3.
Производительность агрегата при этих условиях составляет 5.823 т/час метанола-ректификата. Соотношение объемов катализатора предварительного адиабатического реактора и первого слоя основного реактора составляет 286%.
Пример 7
Расчет варианта с предварительным адиабатическим реактором с объемом катализатора 5 м3.
Производительность агрегата при этих условиях составляет 5.836 т/час метанола-ректификата. Соотношение объемов катализатора предварительного адиабатического реактора и первого слоя основного реактора составляет 357%.
Таблица | |||||||
Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | Пример 5 | Пример 6 | Пример 7 | |
Производительность, т/час | 4.881 | 5.415 | 5.585 | 5.749 | 5.787 | 5.823 | 5.836 |
Объем катализатора дополнительного реактора, м3 | 0 | 0.5 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 |
% увеличения производительности | 0 | 10.9 | 14.4 | 17.8 | 18.6 | 19.3 | 19.6 |
Отношение объемов предварительного реактора и первого слоя, % | 0 | 35 | 71 | 143 | 214 | 286 | 357 |
Как видно из примеров 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, сведенных в таблицу:
- с ростом объема предварительного адиабатического реактора катализатора с 35 до 357% по отношению к первому слою производительность по метанолу возрастает от 10.9 до 19.6%;
- увеличение объема катализатора свыше 150% по отношению к первому слою не приводит к существенному увеличению производительности.
Claims (3)
1. Способ производства метанола, включающий:
смешение синтез-газа с циркуляционным газом, нагревание полученной газовой смеси до начальной температуры синтеза, пропускание нагретого газа через реактор синтеза метанола, состоящий из нескольких адиабатических слоев катализатора, охлаждение прореагировавшего газа, выделение сконденсированного метанола-сырца и разделение несконденсированного газового потока на два: возвратный и продувочный, сжатие возвратного несконденсированного потока в циркуляционном компрессоре, отличающийся тем, что перед реактором синтеза метанола дополнительно устанавливают предварительный адиабатический реактор и утилизационный теплообменник и основной поток смеси циркуляционного и свежего газа проходит адиабатический реактор, в котором происходит частичный синтез метанола с повышением температуры, затем проходит утилизационный теплообменник, в котором происходит охлаждение полученной реакционной смеси до температуры начала реакции в первом слое основного реактора синтеза метанола.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что соотношение объемов катализатора предварительного адиабатического реактора и первого слоя основного реактора находится в пределах от 35 до 143%.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в утилизационном теплообменнике осуществляется либо нагрев питательной деаэрированной воды, либо получение пара низкого или среднего давления, либо перегрев пара низкого или среднего давления, либо нагрев циркуляционного конденсата.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005129878/04A RU2289566C1 (ru) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | Способ производства метанола |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005129878/04A RU2289566C1 (ru) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | Способ производства метанола |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2289566C1 true RU2289566C1 (ru) | 2006-12-20 |
Family
ID=37666804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005129878/04A RU2289566C1 (ru) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | Способ производства метанола |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2289566C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008079046A1 (fr) * | 2006-12-27 | 2008-07-03 | Obschestvo S Ogranichennoyi Otvetstvennosti 'est-Invest' | Procédé de production de méthanol |
CN102936186A (zh) * | 2011-08-16 | 2013-02-20 | 贵州兴化化工股份有限公司 | 一种高效合成氨联醇生产方法 |
RU2522560C1 (ru) * | 2013-03-04 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" | Способ получения метанола |
RU2729077C2 (ru) * | 2015-08-12 | 2020-08-04 | Хальдор Топсеэ А/С | Новый способ производства метанола из низкокачественного синтетического газа |
-
2005
- 2005-09-28 RU RU2005129878/04A patent/RU2289566C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008079046A1 (fr) * | 2006-12-27 | 2008-07-03 | Obschestvo S Ogranichennoyi Otvetstvennosti 'est-Invest' | Procédé de production de méthanol |
CN102936186A (zh) * | 2011-08-16 | 2013-02-20 | 贵州兴化化工股份有限公司 | 一种高效合成氨联醇生产方法 |
CN102936186B (zh) * | 2011-08-16 | 2015-07-22 | 贵州兴化化工股份有限公司 | 一种合成氨联醇生产方法 |
RU2522560C1 (ru) * | 2013-03-04 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" | Способ получения метанола |
RU2729077C2 (ru) * | 2015-08-12 | 2020-08-04 | Хальдор Топсеэ А/С | Новый способ производства метанола из низкокачественного синтетического газа |
US11117851B2 (en) | 2015-08-12 | 2021-09-14 | Haldor Topsoe A/S | Reactor layout for methanol production from low quality synthesis gas |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU729993B2 (en) | Method of manufacturing methanol | |
CN106000000B (zh) | 一种合成氨脱碳吸收塔底富液的多级闪蒸解析分离装置及方法 | |
RU2446152C2 (ru) | Способ получения мочевины и установка для его осуществления | |
RU2519940C2 (ru) | Способ синтеза метанола | |
EA034913B1 (ru) | Способ получения метанола | |
CN1123536C (zh) | 用于联合生产氨和尿素的方法 | |
US10287224B2 (en) | Method and apparatus for producing methanol with hydrocarbon recycling | |
JPWO2006118071A1 (ja) | 尿素合成装置およびその改造方法 | |
JP2022500555A (ja) | メタノールを製造するための方法 | |
US7619114B2 (en) | Method for the modernization of a urea production plant | |
RU2283832C2 (ru) | Способ совместного получения аммиака и мочевины | |
RU2225356C2 (ru) | Способ совместной модернизации установки для получения аммиака и установки для получения мочевины | |
RU2289566C1 (ru) | Способ производства метанола | |
CN1088451C (zh) | 氨和甲醇联合生产方法 | |
RU2648331C2 (ru) | Способ получения синтетических жидких углеводородов из природного газа | |
RU2252209C1 (ru) | Способ получения метанола (варианты) | |
CN111547740B (zh) | 一种合成氨分离工艺 | |
RU102537U1 (ru) | Установка для получения метанола из природного газа | |
RU2203214C1 (ru) | Способ получения метанола | |
RU2621671C1 (ru) | Установка низкотемпературного получения метанола | |
RU2453525C1 (ru) | Способ получения метанола из природного газа и установка для его осуществления | |
CN216856654U (zh) | 一种烟气直接回收利用装置 | |
RU2499791C1 (ru) | Способ и установка для получения карбамида и способ модернизации установки для получения карбамида | |
CN102453564B (zh) | 无碳排放一步法合成人工天然气的方法和设备 | |
JP2008201754A (ja) | メタノールの合成装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090929 |